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平板太陽能熱水器的基本構造及常見故障分析


平板太陽能熱水器的基本構造及常見故障分析



中國太陽能熱水器市場上,目前真空管熱水器占有絕對優勢是一個不爭的事實,而且發展勢頭也異常火爆,前景更是迷人。但我不可忽視的近年來平板熱水器異軍突起,成為展會上的亮點,國內用戶的新寵,國際市場的主流,甚至還被一些專家學者認為是未來太陽能熱水器的發展方向。如果我沾沾自喜于真空管熱水器的規模和水平,而不去認真地研究平板太陽能熱水器的優勢與發展,就不可能放眼長遠,掌握未來,掌握進軍國際高端市場的主動權。

一、平板太陽能熱水器的基本構造

平板型太陽能熱水器主要是由平板集熱器、儲水箱、水管、支架及配件等部分組成。平板集熱器是平板熱水器的關鍵部件,其熱性能高低是衡量熱水器好壞的重要指標。主要包括涂有選擇性吸收涂層的吸熱板、透光材料蓋板、保溫層和外殼四大部分。當陽光透過玻璃蓋板照在平板吸熱板上時,其中大部分太陽輻射能為吸收體所吸收,轉變為熱能,并傳向流體通道中的工質。通過自然循環或強迫循環,而將不銹鋼水箱內的水加熱。
吸熱板的資料國外基本上都用銅和不銹鋼,國內已經大量采用銅材、鋁合金、鋼材、鍍鋅板,沿海水質較差的地區,則可用塑料或玻璃來替代。因為金屬外表的反射率高,吸收率低,為了增強吸收效果,必需在金屬外表也即吸熱板上制備涂層。按制備工藝不同,可將涂層分為電鍍涂層、電化學轉化涂層、真空鍍膜涂層和涂料涂層四種主要形式。因為集熱器周圍是空氣,所以當集熱器的吸熱板在轉變太陽輻射能量為水的熱能時,也向周圍環境散失熱量,這就使太陽輻射能量不能全部轉化成水的熱量。為了減輕這部分能量的損失,吸熱板上面安裝透光材料蓋板,使蓋板透過可見光而不透過遠紅外線,從而減少能量散失,更有效地提高吸熱板和水的溫度。優質透光材料蓋板對熱水器的效率及壽命有很大影響。
目前國內外采用的蓋板材料主要有普通平板玻璃、鋼化玻璃和玻璃鋼等,其中應用最廣泛的還是鋼化玻璃。吸熱板的四周和底部安放保溫材料,用來減少集熱器向四周環境散失熱量,以提高集熱器的效率。常用的保溫資料有巖棉、礦棉、聚苯乙烯和聚氨脂等。聚苯乙烯在溫度較高時會收縮,因此在使用它作保溫材料時,往往在與吸熱板之間先放一薄層巖棉或礦棉。為了將吸熱板、透光蓋板和保溫層組成一個整體,并保持有一定的剛度和強度便于安裝,需要有一個較為堅固美觀的外殼,一般用鋁材、鋼材、塑料、玻璃等做成。此外,平板太陽能熱水器還有保溫水箱、支架、管道極其配件等結構要素。

二、平板太陽能熱水器的發展情況

平板太陽能熱水器在國的發展經歷了一個“U字形過程,現在又在新的起點上逐步抬頭,引起了專家學者和企業界的高度關注。據有關資料表明,1997年我國太陽能熱水器的年產量達350萬平方米,其中平板太陽能熱水器約占45%真空管熱水器約占30%2001年我國平板太陽能熱水器的比例就下降到26.3%而真空管熱水器上升到63.2%截至目前,經過近10年來的繼續下滑,國平板太陽能熱水器產量所占份額也就僅有90%左右了然而,國際市場上,平板太陽能熱水器卻始終是主導產品,國外(如日本、美國等)90%以上的太陽能熱水系統都采用平板型太陽集熱器,即使在冬季十分寒冷的丹麥、瑞典等北歐國家也毫不例。

太陽能熱水器常見問題分析以及對策

導致太陽能熱水器一到冬天就罷工的主要原因有:一些小廠家生產的真空管質量差、規格小,導致熱水生產系統集熱效率低;整機抗凍能力差,如水箱保溫效果差,熱水無法保溫;管路凍堵,熱水循環不暢等等。

1、防凍
導致太陽能熱水器一到冬天就罷工的主要原因有:一些小廠家生產的真空管質量差、規格小,導致熱水生產系統集熱效率低;整機抗凍能力差,如水箱保溫效果差,熱水無法保溫;管路凍堵,熱水循環不暢等等。
對策:沒有安裝電熱防凍帶(板)的用戶,遇到較冷的天氣,可打開太陽能熱水器的熱水龍頭,讓它緩慢滴水,以確保水流暢通,這是防止太陽能熱水器管路凍堵的最有效方法。

2、避雷
太陽能熱水器由于采光的需要,大多要安裝在建筑物的最高處,如果沒有有效的防雷措施,極容易遭到雷擊,輕則擊壞熱水器,重則造成人身傷亡。太陽能熱水器的雷電防護問題已經引起用戶和防雷專業部門的重視。
對策:根據太陽能熱水器的結構、使用材料及安裝位置分析,它遭雷擊的途徑可分兩種,一是直擊雷擊,二是雷電感應雷擊。防護方法主要是在太陽能熱水器附近加裝避雷針,按防護類別的滾球半徑計算,太陽能熱水器整體都要在保護范圍之內,避雷針應就近與建筑物避雷帶做良好焊接。

3、防火
太陽能熱水器著火一般存在兩種情況,其中一種是保溫材料著火,保溫水箱中間的保溫層一般為聚氨酯泡沫,而集熱器的保溫材料有聚氨酯,也有巖棉,水管的保溫一般也是有機保溫材料,除了巖棉,聚氨酯等材料均為可燃材料,一旦遇明火,就會被引燃。另外一種為熱水器線路老化,通電時間太長引發自燃。
對策:居民家中的太陽能熱水器使用時間久了,要注意檢查線路是否老化。另外,不要長期接通電源,防止發生火情。

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